DE3036436A1 - METHOD FOR PRODUCING METALLIC INJECTION MOLDINGS AND INJECTION MOLD - Google Patents
METHOD FOR PRODUCING METALLIC INJECTION MOLDINGS AND INJECTION MOLDInfo
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Classifications
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- B22C—FOUNDRY MOULDING
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- B22D17/00—Pressure die casting or injection die casting, i.e. casting in which the metal is forced into a mould under high pressure
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Description
Die Erfindung bezieht sich auf den Bereich des Spritzgießens von Metallen, wie Aluminium, Zink, Magnesium, Kupfer und ihrer Legierungen, und überwindet ein lange bestehendes Problem. Dies besteht in der Bereitstellung eines kostengünstigen Verfahrens zur Herstellung von Spritzgießlingen mit hinterschnittenen Bereichen. Das übliche Druckspritzgießen benötigt Spritzgußformen, die den angewandten hohen Temperaturen und Drücken widerstehen. Deshalb werden normalerweise Spritzgußformen aus eisenhaltigen Materialien verwendet. Da diese aber nicht leicht zerfallen, können komplizierte hinterschnittene Bereiche und Hinterdrehungen nicht hergestellt werden, da sich der Gießling von der Spritzgußform nicht lösen läßt. Andere übliche Gießtechniken, die z.B. Sand und halbdauerhafte Gießformen verwenden, haben auch mit wegwerfbaren oder sogenannten verlorenen Kernen gearbeitet, um Gießlinge mit hinterschnittenen Bereichen herzustellen. Dies war deshalb möglich, weil der bei solchen Techniken angewandte Druck im allgemeinen unter 2 bar liegt, während beim Hochdruckspritzgießen mehr als das Tausendfache dieses Werts erreicht werden.The invention relates to the field of injection molding of metals such as aluminum, zinc, magnesium, copper and theirs Alloys, and overcomes a long-standing problem. This consists in providing an inexpensive method for the production of injection molded parts with undercut areas. The usual pressure injection molding requires injection molds, that withstand the high temperatures and pressures applied. That is why injection molds are usually made ferrous materials used. However, since these do not disintegrate easily, complicated undercut areas and Undercuts are not made because the casting cannot be released from the injection mold. Other common casting techniques, e.g. those using sand and semi-permanent molds also have disposable or so-called lost ones Cores worked to produce castings with undercut areas. This was possible because of such Techniques used pressure is generally below 2 bar, while in high pressure injection molding more than a thousand times this value can be achieved.
Ein typischer Formkern besteht aus Formsand, der mit einem Bindemittel, z.B. einem Harz, gemischt ist. Durch Anwendung von Wärme, einem Katalysator und einer chemischen Reaktion werden die Sandkörner zu einer konkreten Gestalt gebunden und können dann in dieser Form beim Gießen verwendet werden. Die während des Verfestigens und Abkühlens des Gießlings freiwerdende Wärme treibt aus dem Kern Feuchtigkeit aus oder bewirkt den chemischen Abbau des Bindemittels. Dadurch wird das Trennen des Kerns vom Gießling erleichtert.A typical mandrel consists of molding sand mixed with a binder such as a resin. By application by heat, a catalyst and a chemical reaction, the grains of sand are bound to a concrete shape and can then be used in this form when casting. The amount released during the solidification and cooling of the casting Heat drives moisture out of the core or causes the chemical breakdown of the binding agent. This will make that Separation of the core from the casting facilitated.
Bei früheren Versuchen mit Sandkernen zum Spritzgießen wurden Kerne aus Glas und löslichen Salzen, verwendet (GB-PS 1 179 241). Diese Systeme sind jedoch hinsichtlich der Steuerung des Gießvorgangs, der Wirtschaftlichkeit des Verfahrens, derIn previous attempts with sand cores for injection molding, cores made of glass and soluble salts were used (GB-PS 1 179 241). However, these systems are in terms of the control of the casting process, the economics of the process, the
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Handhabung der Komponenten "ünd~ der'korrosiven Eigenschaften "-""■-der Salze unbefriedigend. . -^ . . . : -. ...i .--i..·;-,-: i; .Handling of the components "and the corrosive properties" - "" ■ -der Salts unsatisfactory. . - ^. . . : -. ... i .-- i .. ·; -, -: i; .
Es wurden bereits Bindemittel'auf "der Basis von Borälttmihium There have already been binders based on Boralttmihium
phosphat zur Herstellung von verlorenen Sandkerhen zum Spritzgießen beschrieben (US-PS 4 127 157; US-Patentanmeldung 909468) phosphate for the production of lost sandstone for injection molding described (US-PS 4,127,157; US-patent application 909468)
Eine Hauptscliwierigkeit bei der Entwicklung von- zufriedenste 1-lend en verlorenen Kernen für das "Hochdruckspritzgießen lag bisher in der Unmöglichkeit, ein einziges Kern-Bindemittel·^- System zur Verfügung zu stellen,' das' gleichzeitig' vier wes;ent~~ ~ liehe Eigenschaften des Kerns vereint. Dabei handelt es sich um ein gutes Ausschüttelverhalten,' eiTie'gute Auswaschbestandigkeit/ eine gute Beständigkeit gegen ein"Eindringen in die Oberfläche sowie eine gute Kernfestigkeit. Ein gutes Ausschüttelverhalten ist nötig, um das Trennen des Kerns vom Gießling zu erleichtern. Die Auswaschbeständigkeit bedeutet die Widerstandsfähigkeit des Kerns gegenüber'Erosion, die durch die hohen Geschwindigkeiten des Metalls während des Spritzgießens auftreten. Ein Auswaschen des Kerns beeinträchtigt nicht nur die Toleranzen des gegossenen Endprodukts, sondern führt auch zum Einschluß von aus dem Kern losgelöstem Sand im Gießling. Ein Eindringen in die Oberfläche wird durch die Kombination von großer Hitze und hohem Druck verursacht,1 ;welehe·- die Kernoberfläche aufbrechen und ein Eintreten des Metalls' zwischen·'"--die Sandkörner ermöglichen, wodurch" sich an der Oberfläche ■--des Gießlings eine Mischphäse ;aus Sand und Metall bildet. :-; ;.. Eine solche Phase ist äußerst unangenehm beim nachfo.ligenden .-:■ : Bearbeiten des Spritzgießlings. Außerdem können sich Schwierigkeiten ergeben, wenn sich nach der Montage des Spritzgießlings aus seiner Oberfläche Sand löst, da dann, z.B. in einem Kraftfahrzeug, benachbarte Teile beschädigt werden können. Eine hohe Kernfestigkeit ist erwünscht, damit die . Formkerne während ihrer Handhabung und der Belastung während des Spritzgießens gegen Bruch beständig sind.A Hauptscliwierigkeit in the development of- happiest one-lend s lost cores for the "high-pressure injection molding so far has been in the impossibility of a single core binder · ^ - to provide system, 'the' same 'four wes; ent ~~ ~ The properties of the core are combined. These are good shaking behavior, good resistance to washing out / good resistance to penetration into the surface and good core strength. Good shaking behavior is necessary to make it easier to separate the core from the casting. The washout resistance means the resistance of the core to the erosion caused by the high speeds of the metal during injection molding. Leaching of the core not only affects the tolerances of the final cast product, but also leads to the inclusion of sand loosened from the core in the casting. Penetration into the surface is caused by the combination of high heat and high pressure, 1; welehe · - break up the core surface and allow the metal to enter between · '"- the grains of sand, whereby" a mixed phase develops on the surface of the casting ; forms from sand and metal. : -; ; .. Such a phase is extremely unpleasant during the subsequent .-: ■: Processing of the injection molding. Difficulties can also arise if sand loosens from its surface after the injection molding has been assembled, since adjacent parts can then be damaged, for example in a motor vehicle. A high core strength is desirable so that the. Mold cores are resistant to breakage during their handling and the stresses during injection molding.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Kernsystem zur Verfügung zu stellen, das die erforderliche Ausgewogenheit der genannten vier Eigenschaften aufweist. Diese Aufgabe wird durch die Erfindung gelöst.The invention has for its object to provide a core system, which has the necessary balance of the above four properties. This object is achieved by the invention.
Die Erfindung betrifft somit den in den Ansprüchen gekennzeichneten Gegenstand.The invention thus relates to that characterized in the claims Object.
In der Zeichnung ist ein Querschnitt durch einen Bereich einer Form einer Spritzgußeinrichtung dargestellt. Der Kolben 11 dient zum Einspritzen des geschmolzenen Metalls 12 in die Spritzgußform, die von den Stahlteilen 13 und 14 sowie dem Sandkern 15 gebildet wird. Die Gestalt des Spritzgießlings weist einen hinterschnittenen Bereich auf. Metall 12 dringt im dunkel gezeichneten Bereich 16 in die Oberfläche des Sandkerns 15 ein., was gemäß vorstehender Erläuterung verhindert werden soll. Das unerwünschte Auswaschen erfolgt im allgemeinen im Bereich 17. Nach dem Verfestigen des Spritzgießlings erfolgt das Ausschütteln des Kerns 15 und das an·+ schließende Abkühlen auf Umgebungstemperatur.The drawing shows a cross section through a region of a mold of an injection molding device. The piston 11 is used to inject the molten metal 12 into the injection mold, which is of the steel parts 13 and 14 and the Sand core 15 is formed. The shape of the injection molding has an undercut area. Metal 12 penetrates in the darkly drawn area 16 in the surface of the sand core 15, which prevents according to the above explanation shall be. The undesired washout generally takes place in area 17. After the injection molding has solidified the core 15 is shaken out and then cooled to ambient temperature.
Das erfindungsgemäße System stellt eine Verbesserung des bekannten Systems auf der Basis von Eoraluminiumphosphat dar. Zwar ergeben sichln beiden Systemen sehr gute Attsschütteleigenschaften, jedoch erreicht das erfindungsgemäße System eine höhere Kernfestigkeit, insbesondere unmittelbar nach der Kernherstellung. Darüberhinaus wird erfindungsgemäß die Kernherstellung vereinfacht, da dieses System eine bessere Blasbarkeit als die Systeme auf der Basis von Boraluminiumphosphat aufweist und deshalb Kerne mit höherer Dichte erhalten werden.The system according to the invention represents an improvement on the known System based on Ealuminium Phosphate. however, the system according to the invention achieves a higher core strength, especially immediately after Core manufacturing. In addition, the core production is according to the invention simplified because this system has a better blowability than the systems based on boron aluminum phosphate and therefore cores of higher density are obtained.
Es wurde gefunden, daß verlorene Sandkerne zur Herstellung von Spritzgießlingen mit hinterschnittenen Bereichen dann hergestellt werden können, wenn ein Bindemittel, das ein säurehärtbares Harz enthält, in einer Menge von etwaIt has been found that lost sand cores can then be used to produce injection moldings with undercut areas can be prepared when a binder containing an acid curable resin in an amount of about
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0,25 bis 5 Gew.%, vorzugsweise etwa 1 bis 2 Gew.% , bezogen auf den Kernsand, verwendet wird. Die spezielle Bindemittelmenge hängt u.a. von der Gestalt, der Dicke und Kompliziertheit des Kerns sowie der Art ab, in der der Kern in der Spritzgußform befestigt ist. Auch spielen die Spritzgußbedingungen hierbei eine Rolle. Der Kern wird aus einem Gemisch des Formsands mit dem Bindemittel und einer entsprechenden Menge eines Oxidationsmittels gebildet. Der Kern kann auch beschichtet sein, um eine verbesserte Beständigkeit gegen Eindringen in die Oberfläche und gegen Auswaschen zu erreichen-.0.25 to 5% by weight, preferably about 1 to 2% by weight, based on on the core sand. The specific amount of binder depends, among other things, on the shape, thickness and complexity of the core as well as the manner in which the core is secured in the injection mold. Injection molding conditions also play a role a role here. The core is made from a mixture of the molding sand with the binder and a corresponding amount of one Oxidizing agent formed. The core can also be coated for improved resistance to penetration to achieve in the surface and against washing out.
Das erfindungsgemäß eingesetzte säurehärtbare Harz als Bindemittel ist bekannt (US-PS 3 879 339). Dieses Bindemittel hat sich bezüglich der Ausschütteleigenschaften beim Spritzgießen als günstig erwiesen, wenn es in einer Menge von etwa 0,25 bis 5 Gew.%, bezogen auf den Formsand, vorliegt. Die Untergrenze ist erforderlich, um eine ausreichende Kernfestigkeit beim Handhaben des Kerns zu erreichen. Die Obergrenze sollte nicht überschritten werden, da sonst Schwierigkeiten beim Blasen während der Kernherstellung dadurch entstehen können, daß durch ungleichmäßigen Sandstrom keine gleichmäßige Dichte im Kern erzielt wird; die Folge ist ein verschlechtertes Ausschüttelverhalten. Beim Einsatz typischer Quarzformsande mit einer Feinheit von AFS Nr. 65 wird das Bindemittel vorzugsweise in einer Menge von etwa 1,0 bis 2,0% verwendet. Bei der Verarbeitung schwererer Formsande, wie Zirkonsand, ist weniger Bindemittel erforderlich, vorzugsweise eine Menge von etwa 0,5 bis 1,0%. Die Ober- und Untergrenzen dieser engeren Bereiche ergeben sich aus den gleichen Gründen wie für den vorstehenden breiten Bereich. Selbstverständlich können auch andere übliche Formsande mit anderen Dichten erfindungsgemäß eingesetzt werden. Bei solchen anderen Sanden wird die Bindemittelmenge vorzugsweise auf die Dichte abgestimmt.The acid-curable resin used according to the invention as a binder is known (U.S. Patent 3,879,339). This binder has proven itself in terms of shaking properties during injection molding Proven to be favorable when it is present in an amount of about 0.25 to 5% by weight, based on the molding sand. the Lower limit is required to achieve sufficient core strength when handling the core. The upper limit should not be exceeded, otherwise difficulties arise when blowing during the core production it is possible that a uniform density in the core is not achieved due to the uneven sand flow; the consequence is a worsened one Shaking behavior. When using typical quartz molding sands having a fineness of AFS # 65, the binder is preferably used in an amount of about 1.0 to 2.0%. at the processing of heavier molding sands, such as zircon sand, requires less binder, preferably an amount of about 0.5 to 1.0%. The upper and lower limits of these narrower ranges arise for the same reasons as for the protruding wide area. Of course, other customary molding sands with other densities can also be used according to the invention can be used. With such other sands, the amount of binder preferably matched to the density.
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Als säurehärtbares. -Harz,,..das .-im- erf indungsgemäßen Verfahren als Bindemittel geeignet- ,ist.,,. kommen, ζ .B,f Harnstoff-Formal- ■. dehyd-,, .Phenol-Forma-ld^h.yd- ,.guran- und-Copolymerisatharze..-. in Frage.. Vorzugsweise wird, ein.,-Bindemittel auf der Basis von-Furan eingesetzt^:da-dieses System im Vergleich zu.anderen Systemen eine höhere Beständigkeit,: gegen Verformung unmittel-. bar nach der Herstellung:-des. Kerns ,aufweist. Es können auch Copolymerisate aus einerseits diesen Harzen und andererseits Epoxidverbindungen oder ungesättigten Verbindungen verwendet werden. .-■=----■-..-- = ... :_.-..-...-. .As an acid curable. -Resin ,, .. the. -In- process according to the invention as a binder- is. ,, . come, ζ .B, f urea formal ■. dehyd- ,,. Phenol-Forma-ld ^ h.yd-, .guran- and-Copolymerisatharze ..-. in question .. A., - binder based on-furan is preferably used ^ : because-this system has a higher resistance in comparison to other systems: against immediate deformation. bar after production: -des. Core. It is also possible to use copolymers of these resins on the one hand and epoxy compounds or unsaturated compounds on the other. .- ■ = ---- ■ -..-- = ... : _.-..-...-. .
Durch Zugabe von etwa 1 bis 1.0 Gew.. %, bezogen auf das Harz, eines Silans, wie ^ -Aminopropyltriäthoxysilan, werden die Kerneigenschaften,, insbesondere die Kernfestigkeit, verbessert.By adding about 1 to 1.0 wt.%, Based on the resin, of a silane, such as ^ -Aminopropyltriäthoxysilan, the Core properties, especially core strength, improved.
Es ist von Vorteil, dem Komponentengemisch ein. Oxidationsmittel, wie Methyläthylenketonperoxid, in einer Menge von etwa 20 bis 70 Gew.%, bezogen auf das Harz, zuzusetzen. IM das Härten zu vervollständigen, werden vorzugsweise 30 bis 50 % des Oxidationsmittels verwendet. Die Funktion des Oxidationsmittels liegt in der Reaktion mit dem gasförmigen Schwefeldioxid unter Bildung von Schwefeltrioxid bzw. Schwefelsäure, die ihrerseits das Harz härtet. Ändere geeignete Oxidationsmittel, die nicht unbedingt Peroxide sein müssen, sind z.B. anorganische oder organische Oxidationsmittel, wie Peroxide, Peroxidderivate der allgemeinen Formel R-O-O-H (R= anorganischer oder organischer Rest), : organische Hydroperoxidderivate mit mindestens einer freien Hydroxylgruppe, Chlorate, Perchlorate, Chlorite, organische Hydrochloride, Perbenzoate, Metalloxide, Permanganate, Monoperphthalsäure und Wasserstoffperoxid... Derartige Oxidationsmittel werden normalerweise als Flüssigkeit dem Harz. zugegeben., um das Mischen zu erleichtern, obwohl in speziellen Fällen die Verbindungen auch.in fester oder gasförmiger Form zugesetzt werden können.It is beneficial to mix the components. Oxidizing agents, such as methyl ethyl ketone peroxide, to be added in an amount of about 20 to 70% by weight, based on the resin. To complete the cure, preferably 30 to 50% of the oxidizer is used. The function of the oxidizing agent is to react with the gaseous sulfur dioxide to form sulfur trioxide or sulfuric acid, which in turn hardens the resin. Change suitable oxidizing agents, which need not necessarily be peroxides are, for example, inorganic or organic oxidizing agents, such as peroxides, peroxide derivatives of the general formula ROOH (R = an inorganic or organic residue): organic Hydroperoxidderivate having at least one free hydroxyl group, chlorates, perchlorates, chlorites, organic hydrochlorides, perbenzoates, metal oxides, permanganates, monoperphthalic acid and hydrogen peroxide ... Such oxidizing agents are usually added as a liquid to the resin. added. to facilitate mixing, although in special cases the compounds can also be added in solid or gaseous form.
Zur Herstellung der erfindungsgemäßen verlorenen Kerne werden im allgemeinen Sand und ein säurehärtbares Harz gemischt. Gegebenenfalls wird dem Gemisch ein Silan zugesetzt. Schließlich erfolgt die Zugabe des Oxidationsmittels. Das gesamte Gemisch kann dann mit Luft eingeblasen oder von Hand in 130016/0812For the production of the lost cores according to the invention are generally Sand and an acid curable resin mixed. If necessary, a silane is added to the mixture. Finally, the oxidizing agent is added. The entire mixture can then be blown in with air or by hand in 130016/0812
einen Kernkasten eingebracht werden, der die gewünschte Form des Kerns aufweist. Zur Härtung des Harzes wird ein Gas, wie Schwefeldioxid, durch den Kernkasten geleitet. Der Kern wird dann als eine feste Masse dem Kernkasten entnommen und beim Spritzgießen eingesetzt. Es sind auch andere Techniken und Härtungsgase anwendbar (üS-PSen 3 879 339 und 3 639 654).a core box can be introduced, which has the desired shape of the core. A gas such as Sulfur dioxide, passed through the core box. The core is then removed from the core box as a solid mass and at Injection molding used. Other techniques and hardening gases can also be used (US Pat. Nos. 3 879 339 and 3 639 654).
Nach seiner Herstellung kann der Formkern zur Verbesserung seiner Eigenschaften gegen Auswaschen und gegen ein Eindringen in seine Oberfläche mit einer Beschichtungsmasse beschichtet werden. Derartige Massen enthalten im allgemeinen ein Suspensionsmittel, ein feuerfestes Material, ein Bindemittel und ein Lösungsmittel.After its manufacture, the mold core can be used to improve its properties against washing out and against penetration be coated in its surface with a coating compound. Such masses generally contain a suspending agent, a refractory material, a binder and a solvent.
Beschichtungsmassen für Spritzgußformen sind kritischer als entsprechende Massen für den Einsatz bei anderen Gießverfahren. Die Beschichtungsmasse soll die Oberflächenporen des Kerns im wesentlichen verschließen können. Da beim Spritzgießen geschmolzenes Metall unter Druck vorliegt, führt jede Porosität der Kerne zu einem Eindringen des geschmolzenen Metalls, wodurch Sand an der Oberfläche des Spritzgießlings eingeschlossen wird. Bei Anwendung exner geeigneten Kernbeschichtung wird eine Oberfläche des Gießlings erhalten, die der Spritzgußform entspricht, wobei kein geschmolzenes Metall in den Sandkern eindringt.Coating compounds for injection molds are more critical than corresponding compounds for use in other casting processes. The coating compound should be able to essentially close the surface pores of the core. Because in injection molding molten Metal is under pressure, any porosity of the cores leads to penetration of the molten metal, whereby Sand becomes trapped on the surface of the injection molding. If applied, a suitable core coating will be used obtained a surface of the casting that corresponds to the injection mold, with no molten metal in the sand core penetrates.
Entsprechende Suspensionsmittel sind im allgemeinen Ton oder Tonderivate. Diese Materialien sollten in Mengen vorliegen, die ausreichen, um das feuerfeste Material in Suspension zu halten. Die Suspensionsmittel können in Mengen von etwa 4 bis 30 Gew.%, bezogen auf den Feststoffgehalt, verwendet werden.Corresponding suspending agents are generally clay or clay derivatives. These materials should be in quantities sufficient to keep the refractory material in suspension. The suspending agents can be used in amounts from about 4 to 30% by weight, based on the solids content, can be used.
Spezielle Beispiele für geeignete feuerfeste Materialien in der Beschichtungsmasse sind Graphit, Koks, Siliciumdioxid, Aluminiumoxid, Magnesiumoxid, Talk, Zirkon, Glimmer und Gemische aus diesen Stoffen. Diese Materialien liegen imSpecific examples of suitable refractory materials in the coating composition are graphite, coke, silicon dioxide, aluminum oxide, magnesium oxide, talc, zirconium, mica and Mixtures of these substances. These materials are in the
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allgemeinen in einer Menge von etwa 60 bis 95 Gew.%/ bezogen auf den Feststoffgehalt, vor.generally in an amount of about 60 to 95% by weight / based on the solids content.
Die Masse der Teilchen wird durch Bindemittel, wie thermoplastische Harze, zusammengehalten. Im Rahmen der Erfindung geeignete Bindemittel betragen im allgemeinen etwa 1 bis 10 Gew.%, bezogen auf den Feststoffgehalt der Beschichtungsmasse. Das Bindemittel und das Suspensionsmittel sollten mit dem besonderen Lösungsmittel, das ein organisches Lösungsmittel sein kann, verträglich sein. Das Lösungsmittel soll in einer Menge zugesetzt werden, welche die erforderliche Viskosität ergibt, um die Beschichtangsdicke einstellen und gleichmäßig gestalten zu können.The bulk of the particles is made up of binders, such as thermoplastic Resins held together. Suitable binders for the purposes of the invention are generally about 1 to 10 % By weight, based on the solids content of the coating material. The binder and the suspending agent should be with the particular solvent, which can be an organic solvent, be compatible. The solvent should be in a Amount to be added, which gives the required viscosity to adjust the coating thickness and evenly to be able to design.
Eine geeignete Beschichtungsmasse für den Kern enthält 4 bis 30 Gew.% eines mit einem Amin behandelten Bentonits als Suspensionsmittel, 1 bis 10 Gew.% eines thermoplastischen Harzes als Bindemittel und 6 0 bis 95 Gew.% eines feuerfesten Materials, wie Siliciumdioxid, jeweils bezogen auf den Feststoffgehalt. Die genannten Komponenten werden in Pulverform mit einer ausreichenden Menge eines organischen Lösungsmittels als Träger zur Einstellung der Viskosität gemischt. Die richtige Viskosität ergibt nach dem Auftragen und Trocknen die gewünschte Schichtdicke und gewährleistet ein Verschließen der Oberflächenporen des Kerns.A suitable coating compound for the core contains 4 to 30% by weight of an amine-treated bentonite as a suspending agent, 1 to 10% by weight of a thermoplastic resin as a binder and 6 0 to 95% by weight of a refractory material, such as silicon dioxide, in each case based on the solids content. The components mentioned are in powder form with a sufficient amount of an organic solvent as a carrier mixed to adjust viscosity. The right viscosity results in the desired one after application and drying Layer thickness and ensures that the surface pores of the core are sealed.
Es sind andere geeignete Beschichtungsmassen bekannt (US-PS 4 001 468). Dabei handelt es sich um Beschichtungsmassen, die ein organisches Lösungsmittel mit einem Kauri-Butanol-Wert von mindestens 36, wie 1,1,1-Trichloräthan, außerdem ein Suspensionsmittel, ein pulverförmiges feuerfestes Material/ wie Graphit, Koks, Glimmer, Siliciumdioxid, Aluminiumoxid, Magnesiumoxid, Talk oder Zirkonmehl, sowie ein organisches Polymerisat, wie ein Vinyltoluol-Butadien-Copolymerisat, Styrol-Butadien-Copolymerisat, Vinyltoluol- Acrylat-Copolymerisat,Other suitable coating compositions are known (US Pat. No. 4,001,468). These are coating compounds, which is an organic solvent with a kauri-butanol value of at least 36, such as 1,1,1-trichloroethane, in addition a suspending agent, a powdery refractory material / such as graphite, coke, mica, silicon dioxide, aluminum oxide, Magnesium oxide, talc or zircon powder, as well as an organic polymer such as a vinyl toluene-butadiene copolymer, Styrene-butadiene copolymer, vinyltoluene-acrylate copolymer,
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Styrol-Acetylen-Copolymerisat oder ein Acrylathomopolymeris at, enthalten. Das Gewichtsverhältnis des organischen Polymerisats und des organischen Lösungsmittels liegt im Bereich von etwa 1:50 bis etwa 1:200. Das Gewichtsverhältnis des pulverformigen feuerfesten Materials und des organischen Lösungsmittels wird auf etwa 1:2,5 bis 1:3,5 eingestellt.Styrene-acetylene copolymer or an acrylate homopolymer, contain. The weight ratio of the organic polymer and the organic solvent is in the range of about 1:50 to about 1: 200. The weight ratio of the powdery refractory material and the organic solvent becomes set to about 1: 2.5 to 1: 3.5.
Es ist eine andere Beschichtungsmasse bekannt (US-PS 4 096 293), die in Kombination mit dem erfindungsgemäß eingesetzten Bindemittelsystem zu guten Ergebnissen führt. Die Beschichtungsmasse weist eine ausreichende Viskosität auf, um die Oberflächenporen des Kerns im wesentlichen zu verschließen. Auch wird mit dieser Masse eine Schichtdicke und gleichmäßige Beschichtung erreicht, die eine gute Beständigkeit gegen Auswaschen und Eindringen in die Oberfläche während des Spritzgießens gewährleisten. Die Beschichtungsmasse besteht aus etwa 5 bis 90 Gew.% eines organischen Lösungsmittels, etwa 0,1 bis 2 Gew.% eines Suspensionsmittels, etwa 5 bis 80 Gew.% Calciumaluminat mit einer durchschnittlichen Teilchengröße von 2 0 bis 25 Mikron, ausgenommen eine Korngröße von etwa 70 Mikron und größer, so wie einem harten Harz, das ein Reaktionsprodukt aus Fumarsäure, einem Naturharz und Pentaerythrit darstellt. Die vorstehenden Proζentangaben beziehen sich auf das Gewicht der Beschichtungsmasse. Das harte Harz liegt in einer Menge von etwa 0,5 bis 5 Gew.% der Masse vor, die gegebenenfalls ein Netzmittel in einer Menge von etwa 0,01 bis 2 Gew.% enthält.Another coating compound is known (US Pat. No. 4,096,293), those in combination with the binder system used according to the invention leads to good results. The coating mass has a sufficient viscosity to the surface pores to close the core essentially. A layer thickness and a uniform coating is also achieved with this compound, which ensure good resistance to washout and penetration into the surface during injection molding. The coating composition consists of about 5 to 90% by weight of an organic solvent, about 0.1 to 2% by weight of one Suspending agent, about 5 to 80% by weight calcium aluminate with an average particle size of 20 to 25 microns, excluding a grain size of about 70 microns and larger, such as a hard resin which is a reaction product of fumaric acid, represents a natural resin and pentaerythritol. The above percentages relate to the weight of the coating compound. The hard resin is present in an amount of about 0.5 to 5% by weight of the mass, which optionally contains a wetting agent Contains an amount of about 0.01 to 2% by weight.
Nachdem der Kern in einem Kernkasten hergestellt und daraus entnommen worden ist, weist er eine ausreichende Festigkeit auf, um weiter verwendet zu werden. Eine beschichtungsmasse wird durch Bürsten, Tauchen, Sprühen oder auf ähnliche Weise aufgebracht. Nach dem Trocknen wird der Kern in die in einer Spritzgußeinrichtung vorhandene Spritzgußform eingesetzt. Die Stahlteile der Spritzgußform bilden die Oberfläche des Gießlings, die nicht von dem Formkern ausgebildet werden sollen.After the core is manufactured in a core box and taken out therefrom, it has sufficient strength to continue to be used. A coating compound is made by brushing, dipping, spraying or in a similar manner upset. After drying, the core is inserted into the injection mold provided in an injection molding device. The steel parts of the injection mold form the surface of the casting that is not to be formed by the mold core.
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Dieser wird in der Spritzgußform ausgerichtet und durch Bolzen, eine Klemmvorrichtung oder in sonst üblicher Weise fixiert. Die Spritzgußform wird dann geschlossen und enthält in ihrem Innern den befestigten Kern. Anschließend wird geschmolzenes Metall in die Spritzgußform eingespritzt.This is aligned in the injection mold and fixed by bolts, a clamping device or in any other conventional manner. The injection mold is then closed and contains the attached core inside. Then it is melted Metal injected into the injection mold.
Während der Verfestigung des flüssigen Metalls in der Form gibt der Spritzgießling Wärme ab. Ein Teil hiervon wird vom Formkern aufgenommen und erhöht seine Temperatur. Dieser Wärmefluß baut das Bindemittel ab und treibt Feuchtigkeit und gasförmige Stoffe aus. Wenn das Metall des Gießlings sich verfestigt hat, werden die Form geöffnet und der erhaltene Spritzgießling sowie der verlorene Kern entfernt. Nach dem Abkühlen auf Umgebungstemperatur kann der Kern mechanisch ausgeschüttelt werden.During the solidification of the liquid metal in the mold, the injection molding gives off heat. Part of this is from The mold core was added and its temperature increased. This heat flow breaks down the binder and drives moisture and gaseous substances. When the metal of the casting has solidified, the mold is opened and the one obtained Injection molding and the lost core are removed. After cooling to ambient temperature, the core can be mechanically be shaken out.
Das Beispiel erläutert die Erfindung.The example illustrates the invention.
Eine Aluminiumlegierung wird unter Verwendung eines Kerns, der Quarzformsand (AFS-Feinheit Nr. 65) enthält, zu einer Form entsprechend der in der Zeichnung vorliegenden Darstellung, spritzgegossen. Als Bindemittel wird Furan in einer Menge von 1,5 Gew.%, bezogen auf den Formsand, verwendet. Auch werden 40 Gew.%, bezogen auf das Harz, Methyläthylketonperoxid als Oxidationsmittel sowie 3 Gew.%, bezogen auf das Harz, eines Silans zugegeben. Vor dem Spritzgießen wird der hergestellte Kern mi^t einer der vorgenannten Beschichtungsmassen versehen.An aluminum alloy is made into one by using a core containing quartz molding sand (AFS grade No. 65) Shape according to the representation in the drawing, injection molded. Furan is used as a binder in a Amount of 1.5% by weight, based on the molding sand, used. Also 40% by weight, based on the resin, are methyl ethyl ketone peroxide as an oxidizing agent and 3% by weight, based on the resin, of a silane were added. Before injection molding, the produced core with one of the aforementioned coating compounds Mistake.
Es zeigt sich, daß die Festigkeit des Kerns gut ist. Auch das Ausschüttelverhalten ist wie gewünscht, was sich beim mechanischen Abtrennen des Kerns vom Spritzgießling nach dem Abkühlen auf Umgebungstemperatur zeigt. Die Beständigkeit gegen Eindringen in die Oberfläche und die Beständigkeit gegen Auswaschen sind gleichfalls gut.It is found that the strength of the core is good. The shaking behavior is also as desired, which is what the shows mechanical separation of the core from the injection molding after cooling to ambient temperature. The durability against penetration into the surface and the resistance to washing out are also good.
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Claims (1)
20 bis etwa 25 Mikron, ausgenommen Korngrößen "von etwa
7 0 Mikron und größer, enthält, wobei das Harz ein Reaktionsprodukt aus Fumarsäure, einem Naturharz und Pentaerythrit enthält sowie in einer Menge von etwa 0,5 bis etwa 5
Gew.%, bezogen auf den Formsand, vorliegt.22. The mold according to claim 13, characterized in that the sand core is coated with a coating composition which contains about 5 to about 90% by weight of an organic solvent, about 0.1 to about 2% by weight of a suspending agent and about 5 to about 80 Weight% calcium aluminate with an average grain size of about
20 to about 25 microns, excluding "grain sizes" of about
7 0 microns and larger, the resin containing a reaction product of fumaric acid, a natural resin and pentaerythritol, and in an amount from about 0.5 to about 5
% By weight, based on the molding sand.
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